新突破！中国团队实现基于冷原子的多节点量子存储网络

IT之家1月27日消息 日前中国科学技术大学发布消息称，该校潘建伟团队日前在量子网络研究方面取得重要进展，该团队实现了基于冷原子的多节点量子存储网络。

该团队成功利用多光子干涉将分离的三个冷原子量子存储器纠缠起来，为构建多节点、远距离的量子网络奠定基础。目前这一研究成果已经发表在权威学区期刊杂志《自然·光子学》上。该杂志审稿人称这一发现为“多节点量子网络的里程碑”。

▲实验装置图

据了解，量子网络与是与经典网络类似的远程量子处理器之间的互联互通。量子存储网络中，在每个节点，量子态存储在量子存储器内，能够在适当的时候按需读出。因此基于量子存储网络可以进行更为高级的量子信息任务，如进行量子态隐形传输、分布式量子计算等。

构建量子存储网络的基本资源是光与原子间的量子纠缠。纠缠的亮度及品质直接决定了量子网络的尺度与规模。为提升纠缠亮度，潘建伟团队采用环形腔增强技术来增加单光子与原子系综间耦合，进而使得纠缠制备效率大幅提升。

为提升纠缠品质，该团队采用高阶模式锁腔、自滤波等技术，使得杂散背景光子得到很好抑制。两者相结合，在维持纠缠品质不变的情况下，纠缠源的亮度比以往双节点实验中提升了一个数量级以上。

通过以上两个改进，团队通过三光子干涉成功地将三个原子系综量子存储器纠缠起来。实验中，三个量子存储器位于两间独立实验室内，二者间由18米单模光纤相连。研究人员表示，进一步结合该团队之前实现的相关存储和纠缠技术，将有望对节点数目进一步拓展；采用量子频率转换技术将原子波长转换至通信波段，也将有望对节点间的距离进行大幅拓展。

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